新型NLCT磁选机在某钒钛磁铁矿磨前预选中的应用.pdf

7 6 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 2 ．0 1 7 新型N L C T 磁选机在某钒钛磁铁矿 磨前预选中的应用 彭欣苓，胡永会，尚红亮，魏红港 北矿机电科技有限责任公司，北京1 0 0 1 6 0 摘要磨前预选业已成为选矿工艺中一个重要环节，获得业界广泛认可，对选矿厂节能降耗、降本增效起着极为关键 的作用。相比于传统的筒式磁选机，新型N L C T 外磁筒式磁选机因其独特的分选原理，并匹配特有的机械结构，对磨前湿式预 选作业有更好的适应性。现场应用表明，新型N L C T 磁选机具有结构简单、运行可靠、回收率高、分选粒级宽、不易堵塞、节能 环保等优点，且综合指标优异，经济效益显著，具有较为广阔的应用前景。 关键词钒钛磁铁矿；磨前预选；新型；磁选机 中图分类号T D 9 2 6 ；T D 9 5 2 ；T D 9 5 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 2 - 0 0 7 6 - 0 5 A p p l i c a t i o no fN e wN L C TM a g n e t i cS e p a r a t o ri nP r e - c o n c e n t r a t i o no f 妇n a d i u mT i t a n o m a g n e t i t e P E N GX i n l i n g ，H UY o n g h u i ，S H A N GH o n g l i a n g ，W E IH o n g g a n g B G R I M MM a c h i n e r y A u t o m a t i o nT e c h n o l o g yC o ．，L t d ．，B e l l i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t ’1 1 1 ep r e c o n c e n t r a t i o nb e f o r eg n n d i n g ，w h i c hi sw i d e l ye n d o r s e d ，h a sb e c o m ea ni m p o r t a n t s e g m e n to fm i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n dp l a y e dac r u c i a lr o l ei ns a v i n ge n e r g ya n di n c r e a s i n ge f f i c i e n c yf o r p l a n t s ．C o m p a r e dt o t h et r a d i t i o n a ld r u mm a g n e t i c s e p a r a t o r s ，n e wN L C Te x t e r n a l m a g n e t i cd r u mm a g n e t i c s e p a r a t o r ，b e c a u s eo fi t su n i q u es e p a r a t i o np r i n c i p l ea n dt h em a t c h i n gd e s i g n e dm e c h a n i c a ls t r u c t u r e s ，h a sab e t t e r a d a p t a b i l i t yf o rt h ew e tp r e c o n c e n t r a t i o nb e f o r eg r i n d i n g ．F i e l da p p l i c a t i o ns h o w st h a t t h en e wN L C Tm a g n e t i c s e p a r a t o rn o to n l yh a ss i m p l es t r u c t u r e ，r e l i a b l eo p e r a t i o n ，h i g hr e c o v e r yr a t e ，w i d er a n g eo fs e p a r a t i o np a r t i c l e s i z e s ，n o - j a m m i n g ，e n e r g yc o n s e r v a t i o na n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na d v a n t a g e sa n dS Oo n ，a n di t sc o m p r e h e n s i v e i n d e xi se x c e l l e n ta n de c o n o m i cb e n e f i ti sr e m a r k a b l e ，S Oi tw i l lh a v eab r o a da p p l i c a t i o np r o s p e c t ． K e yw o r d s v a n a d i u mt i t a n o - m a g n e t i t e ；p r e c o n c e n t r a t i o nb e f o r eg r i n d i n g ；n e wt y p e ；m a g n e t i cs e p a r a t o r 钒钛磁铁矿是一种重要的矿产资源，在世界范 围内分布广泛，且储量丰富。其在我国的储量和开 采量居全国铁矿的第三位，主要分布在攀西、承德、 马鞍山等地区，仅攀西地区截止到2 0 1 2 年已探明储 量约1 3 0 亿t 。攀西地区钒钛磁铁矿是一种铁、钒、 钛等多种元素共生的复合矿，除铁、钒、钛外，还共 伴 生多种有益的元素，如经济价值较高的铬、钴、 镍、钪、镓等，是我国目前最主要的钒钛磁铁矿产区 之一，也是世界上重要的钒钛磁铁矿产区之一L 1 ‘2J 。 攀西地区钒钛磁铁矿中有价矿物的利用目前主要以 铁、钒、钛为主，其它有益元素因经济技术原因基本 未加以利用。 磨前预选可减少磨机入磨量，提高入磨品位，提 高磨机有效处理能力，降低磨机负荷和材质损耗，在 降低矿石单位能耗和选矿成本的同时又可增加精矿 产量，从而增加企业经济效益。由于国内铁矿普遍 存在“贫、细、杂”的特点，总体选矿成本居高不下，为 降本增效，国内很多选矿厂都采用了磨前预选作业。 攀西地区钒钛磁铁矿T F e 平均地质品位为1 7 ％一 3 2 ％，随着开采力度不断加强，矿物嵌布粒度较细的 低品位矿以及低品位表外矿被陆续开发旧J ，造成矿 石选比增大，能耗增多。为降本增效，攀西地区也在 细碎后入磨前引入了湿式预选作业。 该选矿厂位于攀西地区钒钛磁铁矿区，矿石细 碎后粒度约一1 0m m ，解离的脉石约占1 0 ％～3 0 ％， 矿石粒度较粗、硬度较大，并含一定细泥和粉矿。常 收稿日期2 0 1 6 - 0 7 - 1 1修回日期2 0 1 7 - 0 1 - 1 4 作者简介彭欣苓 1 9 8 7 - ，男，山东I 临沂人，硕士，工程师，主要从事磁选理论及设备的研究。 万方数据 2 0 1 7 年第2 期彭欣苓等新型N L C T 磁选机在某钒钛磁铁矿 7 7 规干式磁滚筒和湿式磁选机对此工况已不能满足要 求，于是，该选矿厂先后引入北矿机电科技有限责任 公司 以下简称北矿机电公司 研制的B K Y 湿式预 选专用筒式磁选机、N L C T 外磁筒式磁选机，进行磨 前湿式预选作业。 1 B K Y 型磁选机分选原理与结构特点 B K Y 型湿式预选专用筒式磁选机为北矿机电公 司B K 系列磁选机中的一种，其根据磁铁矿细碎后人 磨前矿石性质及工艺要求而研制，适用于细碎后的 湿式预选作业。 该类型设备分选过程为细碎后矿石进入磁选机 给矿箱，与补加水形成合适浓度矿浆后经多通道均 匀给入磁选机分选区。在磁场作用下，细粒级磁铁 2 矿受磁场磁化后形成磁团聚体或者磁链，最先被吸 附磁筒表面，粗颗粒磁性矿石随后被吸附到分选筒 体次表面，在筒体带动下不断翻滚，同时在矿浆淘洗 作用下不断剔除夹杂的粗颗粒脉石和细泥，在卸矿 区卸下成为精矿。而矿浆中较粗颗粒脉石及细泥不 具有磁性或者磁性较弱，不能被吸附分选筒到分选 筒表面或者吸附后极易在矿浆淘洗作用下脱离，较 粗颗粒脉石随矿浆流动由底部尾矿口排出，而细泥 由尾矿溢流口排出，从而完成分选过程。 B K Y 型湿式预选专用筒式磁选机结构如图1 所 示，主要由磁筒、电机减速机、联轴器、槽体、机架、精 矿箱、精矿卸矿装置、粗颗粒控制装置等构成。其中 传动形式采用十字滑块联轴器，结构可靠。 图1B K Y 型预选筒式选磁选机结构示意图 F i g ．1D i a g r a mo ft h es t r u c t u r eo fB K Yt y p ep r i m a l 7d r u mm a g n e t i cs e p a r a t o r 1 一磁偏角调整机构；2 一磁筒；3 一联轴器；4 一电机减速机；5 一给矿箱；6 一槽体； 7 一粗粒控制阀；8 一冲精矿装置；9 一机架；1 0 一精矿箱 磁铁矿经细碎后粒度一般为一1 2m m ，约1 0 ％ ～3 0 ％脉石得到解离，可经湿式预选作业提前抛出 部分合格尾矿∞J ，降低选矿厂磨选成本。根据湿式 预选工艺对磁性物回收率高，脉石抛出充分的要求， 该类型磁选机采用了适于细碎后物料分选的磁系结 构，匹配了新型顺流型高液位大体积槽体，可有效实 现细碎后磁铁矿的预选抛尾。其具备以下优点口剖 1 分选区场强高，磁包角大，磁场过度均匀，有 助于对磁性物颗粒的回收； 2 专用高液位、大体积分选腔体顺流槽型，适应 于矿物粒度较粗、矿浆液面变化大的特点，与磁场特 性相匹配，保证分选效果； 3 多尾矿通道，设计了底部粗颗粒尾矿通道和 上部细粒及微细粒溢流口尾矿通道，对粒度分布范 围宽的预选物料的适应性强，分选效果稳定； 4 筒体表面、槽体易磨损区衬高耐磨材料，提高 设备可靠性，延长设备使用寿命。 2 N L C T 型磁选机分选原理与结构特点 N L C T 型外磁筒式磁选机是北矿机电公司最新 研制的一种磁选机，主要用于中磁性或强磁性矿物 的湿式预选作业、尾矿再选回收作业及非金属矿的 除铁作业。 与传统的湿式筒式磁选机分选原理不同，该类 型磁选机分选原理为吸附式，如图2 所示。分选过 程为矿浆经特殊轴通过矿装置均匀给入简体内部分 选区，矿物颗粒受到磁力、重力、离心力、液体拖拽力 等综合作用。在分选区内磁性颗粒在综合力作用下 紧贴筒体内壁随简体旋转，在多道淘洗水作用下不 断剔除其中夹杂脉石和细泥，至卸矿区在自身重力 和冲洗水作用下进入精矿箱。同时在轴向矿浆的水 流力及淘洗作用下，也不断剔除矿石中夹杂的脉石 和细泥，汇流后最终进入尾矿箱。其原理图如图2 所示。 万方数据 7 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 图2N I 。C T 型磁选机工作原理图 F i g ．2D i a g r a mo fw o r k i n gp r i n c i p l eo fN L C T t y p em a g n e t i cs e p a r a t o r 1 一分选筒；2 一精矿箱；3 一卸精矿冲洗水； 4 一淘洗水；5 一磁系 N L C T 外磁筒式磁选机机械结构如图3 所示，主 要由磁系、电机减速机、筒体、给矿箱、机架、精矿箱、 卸矿水管、尾矿箱等构成。 相比于B K Y 型等传统筒式湿式预选设备，该磁 选机磁系外置，以筒体内侧作为分选空间，结构更简 单，不易产生堵塞，分选粒级更宽；磁包角大，分选时 间长，回收率高；多种设备参数可调节，有更强的适 应性，可以更好满足客户需求。其优点‘6o 如下所述 1 与常规筒式磁选机上吸式原理不同，该磁选 机充分利用了颗粒自身重力，更有利于磁性矿物的 回收； 234 2 分选粒度宽，由于分选空间大，不易堵塞，最 大分选粒度可达3 0m m ； 3 大磁包角，分选带较长，分选时间充分，故磁 性物回收率高； 4 处理能力大，设备参数可调，更适应现场工况 调整要求； 5 结构简单，运行可靠，维护成本低； 3 应用案例 3 ．1 矿石性质 该选矿厂位于攀西钒钛磁铁矿产区，矿石中有 价矿物主要为钛磁铁矿、钛铁矿，其含量约为 3 3 ．2 ％，其余主要为脉石矿物，其中辉石类 辉石、角 闪石、黑云母、绿泥石等 含量约占5 4 ．7 4 ％，长石类 2 ．0 2 ％，橄榄石约6 ．1 5 ％。 对该选矿厂原矿进行化学分析，分析结果见 表1 。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1 M u l t i - e l e m e n t sa n a l y s i sr e s u l t so f r u n ．o f - m i n eo r e／％ 成分T F eF e OF e 2 0 3T i 0 2S i 0 2V 2 0 5C r 2 0 3 A 1 3 0 2 含量2 1 ．5 01 6 ．4 31 3 ．2 29 ．7 82 9 ．8 00 ．2 00 ．1 33 ．2 3 成分 C a O M g O C u C oS P C uN i 含量 1 0 ．7 55 ．6 00 ．0 2 10 ．0 1 80 ．3 30 ．0 4 8 0 ．0 0 8 0 ．0 4 7 从表1 中数据可知，该矿石中的T F e 含量为 2 1 ．5 0 ％，属于贫磁铁矿，矿石中T F e ／T i 0 2 为2 ．3 2 ， 又属于高钛型矿石，故进行铁矿石分选的同时可进 行T i O 回收。 图3N L C T 型外磁筒式磁选机结构示意图 F i g ．3D i a g r a mo ft h es t r u c t u r eo fN L C Tt y p eo u t s i d em a g n e t i cd r u mm a g n e t i cs e p a r a t o r 1 一精矿箱；2 一分选筒；3 一系；4 一外罩；5 一给矿装置；6 一卸矿水管7 一冲矿水管； 8 一主水管；9 一电机减速机；1 0 一机架；1 1 一尾矿箱；1 2 一淘洗水管 ＼ ＼ ＼ ～ 、、 、 。| | 7 ～ 。～ 9 ～ 加～ 一 万方数据 2 0 1 7 年第2 期彭欣苓等新型N L C T 磁选机在某钒钛磁铁矿 7 9 3 ．2 工艺流程 该选矿厂经过多年开采，矿石性质产发生了一 定变化，为了控制选矿成本进行了针对性工艺改造， 在细碎后增加了湿式预选作业，分选粒度为一1 0 m m 。工艺流程如图4 所示。 细碎后矿石 图4B K Y 型磁选机预选工艺流程示意图 F i g ．4D i a g r a mo fp r o c e s sf l o wo f B K Y t y p em a g n e t i cs e p a r a t o r 如图4 所示预选工艺，预选尾矿经过直线筛分 级后 1m m 粒级部分作为合格尾矿提前抛出，而粗 选精矿与扫选精矿组成混合精矿，再经香蕉筛分级 后 1 ．5m m 进入球磨，在一定程度上提高了入磨品 位及磨机有效处理能力，降低了选矿成本。 表2 T a b l e2 选矿厂为进一步降低选矿成本，提高选矿效率 和效益，不断进行工艺改造和新型设备应用，在细碎 后预选段采用1 台N L C T l 2 1 5 外磁筒式磁选机取代 原有的湿式预选段粗选、扫选2 台B K Y l 2 3 0 磁选 机，工艺流程如图5 所示。 细碎后矿石 图5N L C T 型磁选机预选工艺流程示意图 F i g ．5D i a g r a mo fp r o c e s sf l o wo f N L C Tt y p em a g n e t i cs e p a r a t o r 3 ．3 应用效果 B K Y 型湿式预选专用筒式磁选机于2 0 11 年使 用至今，该设备现场处理量为1 2 0 ～1 6 0t ／h ，最大可 达2 0 0t ／h ，处理粒度为一1 0m m 。为与N L C T l 2 1 5 磁 选机同时进行指标考察，考虑到实际矿石性质、给矿 量等有所波动，对试验数据取平均值，以减少试验误 差。其生产考察数据如表2 所示。 B K Y 型预选简式磁选机考察数据 P a r to fi n v e s t i g a t i o nd a t ao fB K Y t y p ep r i m a r yd r u mm a g n e t i cs e p a r a t o r ，％ 表2 数据表明，B K Y 型湿式预选专用筒式磁选 机在原矿T F e 平均品位2 2 ．2 0 ％、T i O ，平均品位 8 ．4 0 ％条件下进行预选抛废，可获得产率5 9 ．5 0 ％、 T F e 平均品位为3 0 ．2 0 ％、产率6 1 ．7 0 ％、T i O ，平均品 位为1 0 ．8 0 ％的精矿，及T F e 平均品位1 0 ．6 0 ％及 T i O 平均品位4 ．7 0 ％的尾矿。实现抛废率达4 0 ％ 左右，回收率达8 0 ％左右。由于尾矿中T i O ，含量 4 ．7 ％，仍然偏高，为进一步提高资源利用率及选矿 厂的经济效益，需进一步用强磁立环回收尾矿中 T i 0 2o 而N L C T 磁选机特有的分选原理、磁场特性、分 选结构，更好的适应了湿式预选的要求，在很大程度 上克服了B K Y 型湿式预选专用筒式磁选机的不足， 运行可靠性更高，指标更优异。 N L C T l 2 1 5 外磁筒式磁选机于2 0 1 4 年6 月2 6 1 3 开始现场运转，考察近2 个月。该设备在处理量 1 2 0 ～1 4 0t ／h 时分选指标较好，最大处理能力可达 1 8 0t ／h ，分选粒度最大为3 0m m 。在处理量1 2 0 万方数据 8 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 1 4 0t ／h 、筒体转速1 2r ／m i n 、筒体倾角8 ．5 。合理条件 下可靠运行，其生产考察数据如表3 所示。 表3 T a b l e3 N L C T 型外磁筒式磁选机考察数据 P a r to fi n v e s t i g a t i o nd a t ao fN L C Tt y p ee x t e r n a l m a g n e t i cd r u mm a g n e t i cs e p a r a t o r ／％ 表3 表明，N L C T 外磁筒式磁选机在原矿T F e 平 均品位2 3 ．4 5 ％、T i O 平均品位9 ．7 9 ％条件下进行 预选抛废，可获得产率7 7 ．1 3 ％T F e 平均品位为 2 7 ．7 5 ％、产率7 6 ．4 5 ％、T i O 平均品位为1 1 ．6 5 ％的 精矿，及T F e 平均品位9 ．0 1 ％及T i O 平均品位 3 ．9 0 ％的尾矿。实现平均抛废率达2 3 ％左右，回收 率达9 0 ％左右，综合指标较好。尾矿中平均品位 3 ．9 0 ％，相比筒式预选尾矿T i O 品位降低0 ．8 ％左 右，满足了选矿厂对湿式预选尾矿T i O 品位的要 求，可省去后续工艺中原有数十台强磁立环设备，在 很大程度上降低了选矿成本，经济效果显著。 4结论 1 四川攀西地区钒钛磁铁矿属于多金属伴生 矿，不同矿区品位存在较大差异，分选难度大。在细 碎后入磨前进行湿式预选作业可有效提高磨矿入磨 品位，提高磨机处理能力，降低磨机损耗，进而降低 选矿成本，提高企业经济效益。 2 B K Y 型磁选机用于钒钛磁铁矿湿式预选作业 具有处理量大、抛废率和回收率均较高、分选粒级较 宽、精矿品位提升幅度大等优势，而对于矿石中T i O 的回收能力有限，因而造成尾矿中T i O 品位偏高。 3 N L C T 外磁筒式磁选机在钒钛磁铁矿湿式预 选中，不仅处理量较大、回收率高、分选粒级更宽，而 且对M F e 、T i O 均可实现有效回收，综合指标较好， 具有广泛的市场应用前景。 4 N L C T 外磁筒式磁选机特有的分选原理和结 构特点，使其比常规筒式磁选机在提高磁性物回收 率方面更有优势，对于现场进一步节能降耗增效及 工艺改造可起到一定的推动作用。 参考文献 [ 1 ] 罗德江，姚霖，魏有华．矿产资源开发效率模糊综合评 价模型以攀西地区钒钛磁铁矿为例[ J ] ．桂林理工大 学学报，2 0 1 4 ，3 4 4 6 3 5 - 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